Сплав меди с цинком, известный с давних времен, широко применяется и в наше время. Латунь обладает высокой прочностью, стойка к коррозии, пластична. Благодаря таким свойствам из нее изготавливают детали механизмов, элементы конструкций, вынужденных постоянно контактировать с агрессивными средами. Несмотря на надежность материала, в латунных изделиях иногда появляются разнообразные дефекты, требующие ремонта, — изломы, отверстия, трещины. Одним из способов восстановления элементов является пайка. Процесс этот не отличается большой сложностью, однако имеет свои особенности, поэтому крайне важно знать, как паять латунь. Знакомство с технологией пайки позволит успешно проводить такие работы даже в домашних условиях.
В чем особенности технологии?
Этот метод получения неразъемных соединений не настолько популярен, как сварка. Причина — более низкий показатель прочности пайки. Швы образуются благодаря расплавлению присадочного материала, называемого припоем. Самое главное отличие пайки — температура плавления, которая должна быть ниже, чем у соединяемых элементов. Они не меняют агрегатного состояния, что дает возможность надежного скрепления разнородных материалов.
Низкотемпературное воздействие на спаиваемую поверхность сделало пайку незаменимой, а в некоторых случаях единственно возможной: например, когда требуется получить неразъемное соединение разнородных металлов. Целостность обрабатываемых деталей — главное преимущество такой технологической операции, так как она позволяет работать с самыми мельчайшими элементами, не опасаясь за их деформацию или изменение структуры.
Пайка особенно актуальна в электронике, где приходится работать с миниатюрными, очень хрупкими микросхемами, и электрике, когда возникает необходимость в соединении либо наращивании проводников.
Классификация латунных сплавов
Латунь бывает двойной либо многокомпонентной. В первом случае в состав входит только медь и цинк, повышающий твердость сплава. В роли других компонентов, улучшающих его физические, химические характеристики, выступают алюминий, железо, кремний, марганец, никель, олово, свинец и другие элементы. По этой причине необходимо заранее точно узнать состав латуни, это поможет определить способ, а также специфику пайки.
Латунь классифицируется по химическому составу:
- Двухкомпонентная (двойная, простая). Она состоит только из меди и цинка. Процентное соотношение этих компонентов может быть различным. Эти составы маркируются буквой «Л» и числом, всегда указывающим количество меди. Например, Л90 содержит от 88 до 91% меди, на долю цинка приходится 8,8-12%. Примеси есть, но их количество минимально — около 0,2%.
- Многокомпонентная (специальная). Эта латунь имеет большое количество ингредиентов, повышающих коррозионную стойкость сплава, его прочность, твердость. Его маркируют по-другому: к букве «Л» добавляют еще одну, означающую легирующий элемент, появляется еще одна цифра — процентное содержание легирующего металла. Например, ЛА77-2 — латунь алюминиевая, она содержит 77% меди, около 2% алюминия, а остальное — цинк. Все подобные сплавы называют в «честь» легирующего элемента: железистая, кремнистая, никелевая, марганцовистая, свинцовистая и т. д.
Латунь идет на изготовление различных изделий. По степени обработки эти сплавы делят на:
По процентному содержания цинка латуни разделяют на:
- Красную (томпак), имеющую в составе 5-10% этого компонента. Такие сплавы идеальны для ювелирных украшений, статуэток и подобных художественных изделий.
- Желтую, здесь процент цинка составляет 21-36%.
Причина популярности латуни — ее долговечность, надежность, устойчивость к перепадам температур, к механическим воздействиям. Поэтому детали, изготовленные из этого сплава, широко используют в системах водоснабжения, обустройстве канализации, в машино- и приборостроении. Латунные изделия имеют длительный срок службы, однако это справедливо лишь в том случае, если не нарушаются их правила эксплуатации.
Эффективность и препятствия
Есть несколько технологий, позволяющих без труда сваривать детали или изделия из латуни, однако они не отличаются простотой, обещают ощутимые затраты, требуют от мастера определенных навыков работы. Пайка — альтернатива, которая проще технологически, а значит, этот вариант подходит и для домашнего мастера, так как нет необходимости в высокой квалификации исполнителя.
Если содержание цинка в сплаве не слишком высоко, то на пути к цели не возникает непреодолимых препятствий: справиться с поставленной задачей позволяет простая пайка с использованием обычной канифоли. Когда процентное содержание данного металла в латуни превышает цифру 15, необходимы специальные флюсы.
Причина — сильное испарение во время пайки меди и цинка, оно приводит к образованию на материале крепкой оксидной пленки, а ее удалить довольно сложно. Поэтому без специальных припоев и нейтрализующих флюсов идеального результата добиться не получится.
Выбор оптимальных материалов
Прежде чем искать оптимальный вариант для пайки латуни, необходимо установить ее марку. Только в этом случае можно гарантировать приемлемый результат операции.
Выбор подходящего припоя
Это материал, обычно сплав, которым спаивают элементы. Главная его особенность — температура плавления, обязанная быть ниже, чем у соединяемых металлов. Типичные примеры сплава — олово со свинцом, чистое олово. Однако качество, механическая прочность такого сцепления и внешний вид очень далеки от идеала. Причины низкого качества — поры, появляющиеся в результате испарения цинка. Чтобы обеспечить надежный контакт, температура плавления материала обязана быть значительно ниже латунной, а припой должен обладать отличной адгезией с этим сплавом.
- Для пайки латуни, содержащей большое количество меди, лучше брать составы, относящиеся к медно-цинковым припоям, так как в результате присадки цинка снижается температура плавления данных сплавов. Например, припои ПМЦ54 и ПМЦ-48 плавятся при температуре 880°, ПМЦ-36 — при 800-825°.
- Для таких же сплавов можно пользоваться серебряными припоями — марки от ПСр12 до ПСр72. Если в латуни большее содержание цинка, то рекомендованы аналогичные припои, однако не ниже ПСр40.
- Относительно недороги медно-фосфорные припои — МФ-1, МФ-2, МФ-3. Они пластичны, но обладают хорошей электропроводностью. Если механические и вибрационные нагрузки будут велики, то лучше приобрести припои с серебром.
- Если необходимо гарантировать особую прочность, то выбирают твердые медные сплавы: например, универсальный L-CuP6.
Последняя марка припоя имеет диапазон температур — 710-880. Она предназначена для работы с бронзой, красной бронзой, латунью, а также медью, при монтаже труб, радиаторов, системы отопления. При использовании серебряных или фосфорных припоев надо учитывать, что латунь интенсивно растворяется, поэтому время обработки (нагрева и пайки) необходимо сократить.
Флюсы: самодельные или готовые
Флюсы очищают поверхность металлов от жира, а также предотвращают образование оксидной пленки. Их тоже подбирают в зависимости от состава сплавов. Для соединений меди достаточно одной лишь канифоли, однако для латуни уже необходимо более агрессивное средство. Самый простой вариант флюса для пайки латуни — смесь буры с борной кислотой (1:1). Ее заливают водой (5 мм на 1 г), кипятят, помешивая, потом остужают. Однако лучшими характеристиками обладают «профессионалы» — покупные составы.
- Флюс Бура. Он известен очень давно, однако с тех пор не растерял своих поклонников. Причина популярности — его качественная работа.
- Не менее эффективны другие марки: ПВ-209 (от 700 до 900°), ПВ-209Х (от 650 до 850°).
Популярные импортные марки — немецкие порошки FELDER Cu-Rosil, Chemet FLISIL-NS-Pulver, флюс-паста Chemet FLISIL-NS-Paste. На рынке существует множество флюсов, предназначенных и для пайки латуни — как импортных, так и отечественных, поэтому с выбором проблем не возникнет.
Два метода пайки латуни
Как уже было замечено, самая большая сложность в работе с латунью — образование при нагреве сплава оксидной пленки, с которой канифоль (даже в компании со спиртом) справиться не в состоянии.
Использование паяльника
Для пайки этого сплава необходим мощный аппарат — как минимум 500 Вт, максимум — 1000 Вт. Связано это требование с высокой температурой плавления — как сплава, так и припоев. Однако исключения есть: это латунные сплавы, имеющие более низкую температуру плавления (большой процент меди). Лучший вариант — паяльная станция, дающая возможность регулировать нагрев жала паяльника. Оптимальный параметр — 350°. Это оборудование позволит избежать перегрева зоны паяния.
Если в сплаве преобладает медь, то в этом случае можно использовать инструмент скромной мощности — 100 Вт. В роли флюса используют ортофосфорную либо паяльную кислоту: перед пайкой поверхности латунных изделий тщательно обрабатывают. В качестве припоя используют ПОС-60 (олово-свинец).
Пайка с помощью горелки
Эту же задачу можно решить, используя не слишком большую горелку. Но в этом случае есть главное требование к рабочей поверхности: латунную деталь нужно поместить на жаропрочный материал. Например, на небольшую асбестовую пластину, в железное ведро с мелкой галькой. Соединяемые детали совмещают между собой, поверхности протирают флюсом с основой-бурой. Сверху посыпают небольшим количеством стружки из серебряного припоя, затем в зону пайки вводят пламя газовой горелки.
Разогрев ведут поэтапно. Сначала участок нагревают слегка: так, чтобы припой мог схватиться с поверхностями сплавов. Второй этап — разогревание зоны до появления красноты, во время него припой равномерно растекается по поверхности, заполняя зазоры. В этот момент достигается температура 700-750°.
Горелку выключают. После остывания зоны пайки ее промывают, удаляя остатки флюса — наплывы, стекловидные капли: сначала изделие на несколько минут погружают в горячий раствор серной кислоты (3%), затем помещают под проточную воду.
Эти методы отличаются от традиционного соединения других элементов с помощью олова, так как паять латунь не настолько просто. Лучший результат гарантирует использование газовой горелки. Если выполнять все этапы операции корректно, то можно получить качественные и надежные изделия.
Этому животрепещущему вопросу посвящено следующее видео:
Была ли статья полезна?Мы хотим стать лучше. Спасибо за мнение!
